Jeder Elektroingenieur kennt das Dreieck des Ohmschen Gesetz, doch was steckt wirklich dahinter? Und weshalb ist es von zentraler Bedeutung für Widerstandstechnologie?
1827 hat der deutsche Physiker Georg Ohm die Theorie von Elektrizität erklärt und das Verhältnis zwischen Spannung, Strom und seiner proportionalen Konstanten dargelegt, dem Widerstand. Er hat festgestellt, dass der Strom durch einen Leiter zwischen zwei Punkten ist direkt proportional zur Spannung zwischen diesen beiden Punkten. Das daraus entstandene moderne Ohmsche Gesetz definiert die Spannung, die für einen bestimmten Stromkreis benötigt wird, als das Produkt des Stroms und des Widerstands dieses Stromkreises, oder Spannung = Strom * Widerstand.
V = I * R
Das Dreieck
Jedem Elektroingenieur begegnet das Dreieck des Ohmschen Gesetzes in seiner Ausbildung. Es ist der Standard für Lehrer, die die Formel mit visuellen Mitteln erklären wollen. Zur Gedankenstütze: Das Dreieck ist die visuelle Darstellung der mathematischen Beziehung zwischen Spannung (V, auch als U oder E bezeichnet), Widerstand (R) und Strom (I) in einem Stromkreis. Dieses Dreieck ist ein einfaches Mittel für junge Ingenieure, um sich die drei Hauptaspekte der Elektrizität zu merken.
Das Dreieck enthält drei Sektoren: Die obere Hälfte muss immer die Spannung sein. Die untere Hälfte wird dann in zwei kleinere Hälften, Strom und Widerstand, aufgeteilt – Strom steht gewöhnlich links, der Widerstand rechts, aber die Reihenfolge spielt eigentlich keine Rolle. Weil Leute sich vermutlich die Formel als V = I*R merken, schreiben sie das Dreieck auch so auf.
Um eine der Variablen zu lösen, decken Sie den Buchstaben, nach dem gelöst werden soll, ab, und nutzen Sie die verbleibende Linie, um den mathematischen Ausdruck zu bilden. Wenn Sie zum Beispiel nach dem Widerstand (R) auflösen wollen, decken Sie das R ab, wobei V und I übrig bleiben. Nutzen Sie dann die Linie, die diese beiden Variablen trennt, wobei sich eine Division ergibt. Dasselbe gilt, wenn Sie nach Strom (I) auflösen. Der knifflige Teil besteht darin, nach Spannung (V) aufzulösen; die Linie, die I und R trennt, bezeichnet eine Multiplikation, weil die Variablen nebeneinander stehen. Unten stehen die drei Variationen des Ohmschen Gesetzes:
V = I * R
I = V / R
R = V / I
Das führt zu einem einfachen Eingriff in einen Stromkreis. Wenn der Widerstand sich zum Beispiel bei gleichbleibender Spannung in einem Stromkreis verringert, steigt die Stromstärke.
Letzten Endes ist das Ohmsche Gesetz nicht sehr kompliziert, aber es ist grundlegend für das Design eines Stromkreises. Wenn zwei von drei Werten bekannt sind, kann der fehlende Wert einfach berechnet werden. Die Grundlagen eines jeden Stromkreises, ganz egal, wie einfach oder kompliziert er ist, basieren auf den Eckpfeilern der Elektrotechnik.
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